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如图1所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜

来源:新能源网
时间:2024-08-17 11:13:37
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如图1所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜【专家解说】:燃料电池中,投放燃料的电极是负极,投放氧化剂的电极是正极.(1)燃

【专家解说】:燃料电池中,投放燃料的电极是负极,投放氧化剂的电极是正极.
(1)燃料电池中,负极上投放燃料所以投放甲烷的电极是负极,负极上失电子发生氧化反应,电极反应式为:
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O.
故答案为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O.
(2)甲中投放氧化剂的电极是正极,所以乙装置中石墨电极是阳极,阳极上氯离子失电子发生氧化反应,电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑.
故答案为:2Cl--2e-=Cl2↑.
(3)串联电池中转移电子数相等,若在标准状况下,有2.24L氧气参加反应,则转移电子的物质的量=2.24L22.4L/mol×4=0.4mol,乙装置中铁电极上氢离子放电生成氢气,设生成氢气的体积为xL;丙装置中阴极上析出铜,设析出铜的质量为yg.
2H++2e-=H2↑
  2mol 22.4L
 0.4mol xL
x=4.48
2Cu 2++2e-=Cu
    2mol  64g
  0.4mol  yg
y=12.8
故答案为:4.48;12.8.
(4)电解饱和食盐水时,阴极上析出氢气,阳极上析出氯气,氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠,次氯酸钠是漂白液的有效成分,B电极上生成氯气,氯气的密度小于溶液的密度,所以生成的氯气上升,能和氢氧化钠溶液充分的接反应生成次氯酸钠,所以A极上析出氢气,即A极是阴极,所以a为电池负极;若用于制Fe(OH)2,使用硫酸钠做电解质溶液,阴极上氢离子放电生成氢气,如果阳极是惰性电极,阳极上氢氧根离子放电生成氧气得不到氢氧化亚铁,所以阳极上应该是铁失电子生成亚铁离子,亚铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁.
故答案为:负极;饱和食盐水;铁.